世界太吵,來原聲聽播客

Into the Impossible With Brian Keating

熵增不等於變亂:油水分層、霜花結晶都是自發的秩序

熱力學第二定律常被講成「東西會越來越亂」,但油水分離、沙灘分選、窗上霜花都是自發有序。Carlo Rovelli 說,低熵也許不在宇宙,而在我們看宇宙的方式。

量子引力熵與時間自由意志暗物質AI 能力邊界

原視頻在 YouTube 上放不出來,用音頻聽:

這集信息密度中等偏上,前半段關於熵與時間的部分最值錢,後半段 AI 與自由意志的討論偏思辨,廣告段可跳過。

核心論點 · 點時間戳可跳到原聲

2:03

油水分離不是反熵,是熵在製造秩序

Rovelli 用一組日常畫面拆掉「熵=混亂」的通俗講法:水與醋混合後混勻,但水與油混合後會分層;沙灘上細沙和卵石自動分開;窗上的霜花自動長出規則結構。他說,在恰當定義的「序」下,自然中大量事物被放著不管反而會自發有序。這不是推翻第二定律,而是說通俗科學把「序」和「熵」的對應關係講得太粗。他特別點出,生物學的複雜性、地球表面的結構,常被誤讀成「反熵」,其實熵增長本身就在不斷製造秩序。

— Carlo Rovelli
7:12

低熵可能不在宇宙,而在你的粗粒化方式

Rovelli 提出一個他自己寫進論文、但不確定對錯的假設:低熵意味著「特殊」,但特殊的不是宇宙的狀態,而是粗粒化(coarse graining)本身。粗粒化是一種視角——只看部分變量、不看全部細節。如果這個假設成立,宇宙可以處於一個完全任意的狀態,但從我們這種只看部分變量的視角看過去,它在被我們稱為「過去」的方向上呈現低熵。這把「初始低熵邊界條件」從一個關於宇宙的事實,變成了一個關於觀察者如何切分信息的問題。

— Carlo Rovelli
12:16

你可以同時在兩地,只是對你自己不是

Rovelli 把量子疊加推到人身上:如果量子力學是普適的,Brian 可以處於洛杉磯和舊金山兩地的疊加態,對 Carlo 而言可以測量到這種干涉。但對 Brian 自己,量子力學從不告訴你你處於疊加——你環顧四周,看到的要麼是聖地亞哥要麼是洛杉磯。所以「你在哪裡」對你和對我是兩件不同的事。他把這比作伽利略發現速度是相對的:說「速度為零」其實省略了「相對於地球」。量子力學說的是,所有屬性都要相對於某物來理解。

— Carlo Rovelli
19:34

伽利略用相對性原理算錯了潮汐

Rovelli 用伽利略的潮汐模型說明「有想法」和「把想法推到底」是兩回事。伽利略認為地球繞日公轉加自轉的組合運動攪動海水,產生潮汐。但 Rovelli 指出,公轉在一階近似下是勻速直線運動,自轉單獨也不能產生效應,所以潮汐不可能由此而來——真正解釋潮汐的是牛頓。伽利略本人恰恰違反了他自己發現的相對性原理。Rovelli 說,愛因斯坦也一樣:1915 年寫出廣義相對論後,後來寫論文否認引力波(被審稿人退回後改正),還堅稱史瓦西奇點是世界末日,這個錯誤他至死沒改。

— Carlo Rovelli
31:06

沒有耗散就記錄不下任何東西

Rovelli 說他在經典力學裡就發現了一個讓他「眼前一亮」的事實:想用經典力學建模一個測量裝置——比如氣壓計,或記錄球在左還是在右的裝置——你做不到,除非引入耗散。球落進盒子會彈起來,必須耗散才能停住、才能留下記錄。所以測量本質上是一個需要耗散的統計過程,這在量子力學之前就已經成立,不是量子力學特有的。這直接回應了「么正演化可逆,不可逆性從哪來」的困惑:記錄本身就要求有東西被丟掉。

— Carlo Rovelli
33:45

下棋程序在斟酌,你也在斟酌

Rovelli 用他下棋的電腦拆解自由意志:電腦是確定性的,給定內部狀態和對手的棋,輸出必然預定。但為什麼它還要花時間枚舉所有可能走法、逐一評估?因為到達那個結果唯一的方式就是走完這個評估過程,而這個過程就叫斟酌(deliberation)。他說,說它沒有在斟酌是愚蠢的,因為斟酌就是這個。Brian 也一樣:如果不經歷這個複雜過程,他就不會做出開始一個項目、選擇職業的決定。所謂自由,不是違反自然規律,而正是「經歷了斟酌」這件事本身。

— Carlo Rovelli
40:56

原則上可以,現在不行,兩年內他懷疑

被問到機器能否有愛因斯坦「最快樂的思想」(自由落體中的等效原理),Rovelli 分三層回答:原則上可以,他不認為人類特殊到不可複製;現在不行;兩年內他持懷疑態度,但沒有硬證據說不可能。他提到上週讓 Claude 做一件他博士生一個月沒做完的事,Claude 半小時做完了,所以能力毋庸置疑。但他說 Claude 沒有發明等效原理,兩年內做到他覺得難。同時他明確說 AI 裡有大量炒作。

— Carlo Rovelli
56:45

十年無限經費,他會造一屋子約瑟夫森結

被問「十年、無限經費」會做什麼,Rovelli 的答案不是望遠鏡也不是對撞機,而是一間裝滿約瑟夫森結(Josephson junctions)的大房間,加一支工程團隊。理由是:圈量子引力預言存在普朗克質量的粒子,可能是暗物質的候選者,質量約等於一小片頭髮或跳蚤卵。他說我們已知暗物質雲的方向、質量和相互作用強度,雖然只是極微弱的牛頓引力,但約瑟夫森結靠簡單物理就能捕捉到。他認為十年內技術上可行,缺的只是錢。

— Carlo Rovelli

原話 · 已逐字校驗

It's not true that under any definition of order or disorder, things get disordered. In fact, very often in nature, things left alone get ordered.

並不是在任何一種「有序」或「無序」的定義下,事物都會變得無序。事實上,自然界中非常常見的情況是:被放著不管的東西會自發變得有序。

Carlo Rovelli2:03

Low entropy means special. But what is special is not the state of the universe. It's the coarse graining.

低熵意味著特殊。但特殊的不是宇宙的狀態,而是粗粒化本身。

Carlo Rovelli7:12

You Brian can be in a superposition. You can be in LA and also in San Francisco.

你,Brian,可以處於疊加態。你可以同時在洛杉磯,也在舊金山。

Carlo Rovelli12:16

So there's more time up here and less time down here. Your head, it's older than your feet, right?

所以上面的時間更多,下面的時間更少。你的頭比你的腳更老,對吧?

Carlo Rovelli26:29

you cannot record anything without some dissipation so measurement is an intrinsic statistical process

沒有某種耗散,你就無法記錄任何東西,所以測量本質上是一個統計過程。

Carlo Rovelli31:06

To imagine that to be free, you have to violate the laws of nature is stupid. I mean, we're free even without violating the laws of nature.

認為要自由就必須違反自然規律,這種想法是愚蠢的。我的意思是,我們不違反自然規律,也依然是自由的。

Carlo Rovelli38:53

the planck mass is almost microscopic thing is the mass of my a little piece of my hair

普朗克質量幾乎是個微觀的量,大約是我一小片頭髮的質量。

Carlo Rovelli48:15

數字與實體

普朗克質量對應的實物約等於一小片頭髮或跳蚤卵的質量48:15
暗物質候選解釋數量五到六種48:15
量子引力調查中得票最高的選項「沒有意見」得票最高,其次是弦論,再次是圈量子引力,最後是引力不量子化50:21
Claude 完成博士生一個月未完成任務的耗時半小時40:56

術語

coarse graining粗粒化
只看部分變量、忽略全部細節的觀察方式,熵的定義依賴它。
loop quantum gravity圈量子引力
Rovelli 參與創立的量子引力理論,主張空間本身是離散的。
relational quantum mechanics關係性量子力學
Rovelli 主張的詮釋:量子態是相對於觀察者的,不是絕對的。
Josephson junction約瑟夫森結
超導器件,Rovelli 認為可用來探測普朗克質量粒子的微弱引力。
equivalence principle等效原理
自由落體中感受不到引力,愛因斯坦稱其為最令他快樂的思想。

收聽指南

誰該聽

對時間、熵、量子力學基礎感興趣的工程師和研究者;想聽物理學家如何拆解「熵增=變亂」這一通俗講法的人。

可跳過

34:48 到 36:50 的 Abacus AI 廣告段可跳過。